移動(dòng)信標(biāo)輔助的三維無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在諸多方面得到廣泛應(yīng)用。絕大多數(shù)應(yīng)用都需要將感知數(shù)據(jù)與一定的位置信息相關(guān)聯(lián)，而且位置信息還可輔助實(shí)現(xiàn)其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。因此，節(jié)點(diǎn)定位是無(wú)線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著應(yīng)用的拓展，大量的無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用于三維空間，二維空間下的節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)已不能滿足需求。
　　因此，本文針對(duì)三維無(wú)線傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題，在以下方面做出了貢獻(xiàn)和創(chuàng)新：
　　1．提出了基于微粒群優(yōu)化的三維無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位算法。將三維空間下的節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)

2、題描述為優(yōu)化問(wèn)題，提出了基于隨機(jī)微粒群優(yōu)化和帶收縮因子的微粒群優(yōu)化的分布式節(jié)點(diǎn)定位算法，給出了測(cè)距誤差正態(tài)分布時(shí)的適應(yīng)值計(jì)算方法。
　　2．提出了多移動(dòng)信標(biāo)輔助的分布式節(jié)點(diǎn)定位算法。針對(duì)使用單個(gè)移動(dòng)信標(biāo)容易產(chǎn)生的虛擬信標(biāo)共線或共面問(wèn)題，提出了在二維（三維）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用3個(gè)（4個(gè)）信標(biāo)的分布式節(jié)點(diǎn)定位算法。這些信標(biāo)在二維（三維）空間下構(gòu)成一個(gè)正三角形（正四面體），并在移動(dòng)過(guò)程中保持此相對(duì)位置關(guān)系，未知節(jié)點(diǎn)可使用基于測(cè)距或測(cè)距

3、無(wú)關(guān)的方法估算自身位置。
　　3．提出了移動(dòng)信標(biāo)在三維空間下的路徑規(guī)劃算法。針對(duì)三維空間下的移動(dòng)信標(biāo)路徑規(guī)劃問(wèn)題，提出了三維空間下的Layered-Scan、Layered-Curve、Triple-Scan、Triple-Curve與3D-Hilbert路徑。為以更短的移動(dòng)路徑高精度地定位未知節(jié)點(diǎn)，提出了基于剛性圖的網(wǎng)絡(luò)分簇算法，以及基于分簇的移動(dòng)信標(biāo)路徑規(guī)劃算法。針對(duì)多移動(dòng)信標(biāo)輔助的節(jié)點(diǎn)定位算法，提出了二維空間下的小三角形覆蓋

4、和大三角形覆蓋路徑，以及三維空間下的T-Scan、C-Scan路徑，以保證所有未知節(jié)點(diǎn)均可被定位。
　　4．提出了移動(dòng)信標(biāo)的避障路徑規(guī)劃算法。針對(duì)信標(biāo)在障礙物空間中的移動(dòng)問(wèn)題，提出了二維平面和三維空間下移動(dòng)信標(biāo)避障路徑規(guī)劃算法。利用柵格解耦方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)部署區(qū)域進(jìn)行分割后，提出了基于圖的深度優(yōu)先遍歷、貪心策略與蟻群優(yōu)化的路徑規(guī)劃算法。
　　對(duì)于上述算法，均采用Matlab7.0進(jìn)行了仿真，分析了不同測(cè)距誤差、通信不規(guī)則度情形下的